光電子分光法によるSi表面酸化プロセス反応速度と酸化誘起歪みの同時観察

Simultaneous observation of Si oxidation rate and oxidation-induced strain using XPS

小川 修一*; 吉越 章隆 ; 高桑 雄二*

Ogawa, Shuichi*; Yoshigoe, Akitaka; Takakuwa, Yuji*

シリコン基板の熱酸化は、シリコンデバイスの作成に不可欠である。酸化膜が薄くなると酸化によって引き起こされる歪の影響が無視できなくなる。放射光リアルタイム光電子分光による酸化誘起歪と酸化速度の同時計測によって、酸化誘起歪の酸化反応に及ぼす効果を調べた。急激な酸化温度上昇による熱歪が、界面酸化速度を増加させることが明らかとなった。この結果は、歪発生に伴う点欠陥がSiO/Si基板界面の反応サイトとするモデルによって説明できる。

Thermal oxidation of Si substrate is an indispensable process for the Si device fabrication. However, the influence of oxidation induced strain cannot be ignored for thin films. Synchrotron radiation real-time photoelectron spectroscopy was used as a method to measure simultaneously oxidation induced strain and oxidation rate. It was found that the acceleration of interfacial oxidation induced by thermal strain was observed for the rapid thermal oxidation. The results can be explained by the model in which point defects caused by strain become reaction sites at the SiO/Si interface.